Development of a framework for controlling aquatic ecosystem dynamics using host-parasite systems as a model system

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本研究プロジェクトでは、網羅的な生物群集時系列データと先進的な非線形時系列解析手法を利用して、複雑な野外生態系動態の予測と制御を可能にする枠組みを構築することを目的としている。１年目の2020年度にすでに取得済みの生物群集時系列データを解析して、制御対象となる生物（ツボカビと藻類）の間の野外環境における因果関係の検出を行った。２年目の2021年度には、野外圃場に人工水田を設置して、生物群集を定着させ、そこから複数種のツボカビの単離・培養に成功した。具体的には、2021年5-6月に過去に行われた実験と同様に、野外圃場に約1m×1mの小型実験水田を設置した。実験水田内にはイネを植えて過去の実験を再現した。実験水田内で生物群集が定着するのを待ち、6-7月にかけて田面水のサンプリングを行った。サンプリングした田面水は横浜国立大学に輸送され、ツボカビの単離培養を試みた。その結果、4株のツボカビの単離培養に成功した。培養されたツボカビはインキュベーターで保持され、2022年度の操作実験に利用予定である。また、操作実験の経過を効率的にモニタリングするために、野外環境における生物群集のモニタリングを迅速化・簡便化するための技術開発も同時に進め、実験手法・データ解析手法両面における進展が見られた。実験手法では環境DNAメタバーコーディングのためのシーケンス用DNAライブラリの構築のための迅速化プロトコルの開発に成功した。データ解析では、特定の分類群の生物が既存のユニバーサルプライマーで増幅可能かどうかを迅速に判定するためのデータ解析パイプラインを構築し、Rパッケージとして公開した。また、生態系動態の制御に資する可能性を秘めた新規な時系列解析法を提案した。成果発表としては、査読付き論文2本・査読なしプレプリント論文2本を発表し、招待講演4件を行った。